RU2127182C1 - Method for manufacturing of optical lenses - Google Patents
Method for manufacturing of optical lenses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127182C1 RU2127182C1 RU98104380A RU98104380A RU2127182C1 RU 2127182 C1 RU2127182 C1 RU 2127182C1 RU 98104380 A RU98104380 A RU 98104380A RU 98104380 A RU98104380 A RU 98104380A RU 2127182 C1 RU2127182 C1 RU 2127182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- rounding
- axis
- tool
- diamond
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для изготовления оптических круглых линз. The technical solution relates to the field of optical instrumentation and can be used for the manufacture of optical round lenses.
Известен способ изготовления оптических линз, включающий последовательно обработку первой исполнительной поверхности, блокирование линзы на оправку, предварительное и окончательное шлифование второй исполнительной поверхности, центрирование линзы и обработку вспомогательных поверхностей (кромки и фасок), при котором центрирование линз производят в самоцентрирующих патронах, если параметры линз это позволяют, или по прибору (автоколлиматору), а обработку кромок линзы (кругление) производят после совмещения оптической оси линзы с осью ее вращения (осью крепежного патрона центрировочного станка) периферией вращающегося цилиндрического алмазного инструмента (круга) при плавной его поперечной подаче и осциллирующем осевом его перемещении. При этом ось вращения алмазного круга параллельна или перекрещивается под прямым углом с осью вращения обрабатываемой линзы, а обработка ведется цилиндрической поверхностью круга (см. Технология обработки оптических деталей /под ред. д-ра тенх. наук проф. М.Н.Семибратова. - М.: Машиностроение, 1975, c.137-142). A known method of manufacturing optical lenses, including sequentially processing the first actuating surface, blocking the lens on the mandrel, preliminary and final grinding of the second actuating surface, centering the lens and processing auxiliary surfaces (edges and chamfers), in which the lenses are centered in self-centering cartridges if the lens parameters this is allowed, either by instrument (autocollimator), and processing of the edges of the lens (rounding) is performed after combining the optical axis of the lens with the axis its rotation (by the axis of the mounting chuck of the centering machine) by the periphery of a rotating cylindrical diamond tool (wheel) with its smooth transverse feed and its oscillating axial movement. In this case, the axis of rotation of the diamond wheel is parallel or intersects at right angles with the axis of rotation of the processed lens, and the processing is carried out by the cylindrical surface of the wheel (see Technology for processing optical parts / under the editorship of Dr. of Tench. Sciences Prof. M.N.Semibratova. - M.: Mechanical Engineering, 1975, c.137-142).
Недостатком данного способа является высоких износ алмазного инструмента на операции кругления из-за точечного или линейного (в зависимости от расположения оси круга по отношению к оси вращения линзы) контакта инструмента с обрабатываемой линзой при довольно больших размерах используемого для кругления алмазного инструмента (диаметром от 200 мм и выше) и высокой концентрации алмаза в нем (обычно 100 - 150%), что снижает производительность обработки на стадии кругления, а также снижает возможности построения управляемого процесса обработки, и сказывается на требование увеличения размера алмазоподобного слоя инструмента и, следовательно, на его стоимости. The disadvantage of this method is the high wear of the diamond tool during the rounding operation due to the point or linear (depending on the location of the axis of the circle relative to the axis of rotation of the lens) contact of the tool with the processed lens with a rather large size used for rounding diamond tools (diameter from 200 mm and higher) and a high concentration of diamond in it (usually 100 - 150%), which reduces the processing productivity at the rounding stage, and also reduces the possibility of building a controlled processing process, It affects the requirement of increasing the size of diamond layer tools and hence its cost.
На станках, реализующих данную схему кругления и фасетирования, во-первых, инструментальный узел для обработки вспомогательных поверхностей помимо поперечной подачи инструмента на деталь обязан иметь возможность осциллирующего перемещения (вдоль оси инструмента), что приводит к усложнению конструкции станка (введение дополнительной каретки и направляющих, а также соответственно и дополнительного привода) и его удорожанию; во-вторых, в производственной практике введение в процессе кругления осциллирующего движения чаще всего приводит к появлению сколов из-за несоответствия режима осцилляции оптимальным условиям резания и, следовательно, увеличивает процент брака; в-третьих, отказ от введения осцилляции при круглении автоматически приводит при традиционной схеме к зональному износу алмазного слоя круга и, следовательно, к необходимости его правки, что в свою очередь приводит к высокому расход алмазоносного слоя алмазного инструмента и удорожанию процесса кругления. On machines that implement this rounding and faceting scheme, firstly, the tool assembly for processing auxiliary surfaces, in addition to the transverse feed of the tool to the part, must be able to oscillate (along the axis of the tool), which complicates the design of the machine (introducing an additional carriage and guides, as well as, respectively, an additional drive) and its rise in price; secondly, in industrial practice, the introduction of oscillating motion in the process of rounding most often leads to the appearance of chips due to the mismatch of the oscillation regime to the optimal cutting conditions and, consequently, increases the reject rate; thirdly, the refusal to introduce oscillations during rounding automatically leads in the traditional scheme to zonal wear of the diamond layer of the wheel and, therefore, to the need to straighten it, which in turn leads to a high consumption of the diamond-bearing layer of the diamond tool and an increase in the cost of the rounding process.
Кроме того, подобная схема кругления, формообразующая цилиндрическую поверхность на периферии линзы, часто приобретающую из-за погрешностей оборудования конусность или даже клиновидность, осложняет последующий процесс сборки оптических узлов из набора подобных оптических линз, которую не всегда исправляет обязательное введение последующей операции фасетирования. In addition, such a rounding pattern, which forms a cylindrical surface on the periphery of the lens, often acquiring a taper or even a wedge shape due to equipment errors, complicates the subsequent process of assembling optical nodes from a set of similar optical lenses, which is not always corrected by the obligatory introduction of the subsequent faceting operation.
Известен также способ изготовления оптических линз, включающий последовательно формообразование первой исполнительной поверхности, блокирование линзы на оправку, формообразование (предварительное и окончательное шлифование) второй исполнительной поверхности и обработку вспомогательных поверхностей (кругление и фасетирование). There is also a known method of manufacturing optical lenses, including sequentially shaping the first executive surface, blocking the lens onto the mandrel, shaping (preliminary and final grinding) of the second executive surface and processing auxiliary surfaces (rounding and faceting).
В данном способе возможно одновременное шлифование исполнительной (функциональной) оптической поверхности линзы, кромки (кругление) и фасок (фасетирование) без переустановки линзы (без смены баз), что обеспечивает повышение точности цетрирования и кругления. In this method, it is possible to simultaneously grind the executive (functional) optical surface of the lens, the edges (rounding) and chamfers (faceting) without reinstalling the lens (without changing the bases), which improves the accuracy of centering and rounding.
Кругление, согласно данному способу, может осуществляться на том же станке, что и обработка исполнительных поверхностей (при оснащении его дополнительным инструментальным шпинделем с соответствующей кареткой для сообщения ему наладочных и рабочих перемещений относительно обрабатываемой линзы. В данном случае кругление также производится периферией цилиндрического алмазного круга, ось которого установлена параллельно оси вращения шпинделя изделия, а дополнительный инструментальный шпиндель имеет помимо вращения вокруг своей оси возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси и в осевой плоскости шпинделя изделия перпендикулярно его оси вращения (см. Авторское свидетельство СССР N 1579736, МКИ B 24 D 13/00, 1987 г.). The rounding, according to this method, can be carried out on the same machine as the processing of the executive surfaces (when equipping it with an additional tool spindle with an appropriate carriage to inform him of adjustment and working movements relative to the lens being machined. In this case, rounding is also performed by the periphery of the cylindrical diamond wheel, whose axis is mounted parallel to the axis of rotation of the product spindle, and the additional tool spindle has, in addition to rotation around its axis, zmozhnost reciprocating movement along its axis and in the axial plane of the article spindle perpendicular to its rotation axis (see. Copyright certificate USSR N 1579736, IPC B 24 D 13/00, 1987 YG).
Данному способу изготовления оптических линз в части технологического процесса обработки оптических линз, относящейся к круглению и фасетированию последних, присущи те же недостатками, что и описанному выше способу, за исключением имеющейся возможности устранить как таковую операцию центрирования линзы, и без смены баз на одном и том же станке последовательно вести обработку второй исполнительной поверхности линзы и ее кругление или совместить эти операции во времени. This method of manufacturing optical lenses in terms of the technological process for processing optical lenses, related to rounding and faceting of the latter, has the same disadvantages as the method described above, with the exception of the possibility to eliminate the lens centering operation as such, and without changing the bases on the same the same machine to sequentially process the second Executive surface of the lens and its rounding or combine these operations in time.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ изготовления оптических линз, включающий также операции последовательного формообразования первой и второй исполнительных поверхностей оптической линзы и последующее кругление и фасетирование ее, при этом после обработки первой исполнительной поверхности линзы и ее блокирование на оправке в шпинделе станка для обработки второй исполнительной поверхности также совмещают окончательно шлифование второй исполнительной поверхности линзы с ее круглением, которое производят торцем вращающего торцевого круга, ось вращения которого установлена перпендикулярно оси вращения обрабатываемой линзы, совмещенной с ее оптической осью, и расположена с ней в одной плоскости. При этом кругление ведут при плавной осевой подаче шпинделя инструмента и при его перемещении параллельно оптической оси обрабатываемой линзы (см. Выложенную заявку ФРГ N 3927412, МКИ B 24 B 13/00; B 24 B 9/14, опубл. 1990 г. - прототип). The closest technical solution to the claimed one is a method of manufacturing optical lenses, which also includes the operations of sequential shaping of the first and second actuating surfaces of the optical lens and its subsequent rounding and faceting, while after processing the first actuating surface of the lens and locking it on a mandrel in the machine spindle for processing the second the final surface also combine the final grinding of the second Executive surface of the lens with its rounding, which zvodyat end face rotating mechanical wheel, whose rotation axis is set perpendicular to the rotation axis of the lens being treated, combined with its optical axis, and it is in the same plane. In this case, rounding is carried out with a smooth axial feed of the tool spindle and when moving parallel to the optical axis of the processed lens (see German Application Laid-Open N 3927412, MKI B 24 B 13/00; B 24
Основным недостатком данного способа также является высокий износ обрабатывающего инструмента (круга) на операции кругления из-за малого пятна контакта инструмента и детали в процессе обработки, что для случая обработки алмазным инструментом приводит к увеличенным затратам, снижению производительности обработки на стадии кругления и не позволяет обеспечить режим автоматического управления процессом обработки на стадии кругления. The main disadvantage of this method is also the high wear of the processing tool (wheel) on the rounding operation due to the small contact patch of the tool and the part during processing, which for the case of processing with a diamond tool leads to increased costs, reduced processing performance at the rounding stage and does not automatic control of the processing process at the rounding stage.
Кроме того, при круглении торцем подобного инструмента образуется цилиндрическая кромка, часто имеющая в условиях практики конусность или клиновидность, которые осложняют процесс последующей сборки оптических узлов из подобных линз даже при обязательного наличия после операции кругления операции фасетирования линз. In addition, when rounding the end face of such a tool, a cylindrical edge is formed, often having a taper or wedge shape in practical conditions, which complicates the process of subsequent assembly of optical nodes from such lenses even if the facet operation of lenses is required after the rounding operation.
Кроме того, как и в случае кругления периферией цилиндрического круга, при этой схеме кругления для обеспечения равномерного, а не зонального износа алмазоносного слоя торцевого круга дополнительно вводится осциллирующее движение параллельно оси обрабатываемой линзы, что требует введение в станок дополнительных механизмов поперечного перемещения инструментального узла для кругления и усложняет и удорожает сам станок. In addition, as in the case of rounding of the periphery of a cylindrical circle, in this rounding scheme, in order to ensure uniform, rather than zonal wear, of the diamond-bearing layer of the end circle, an oscillating motion is additionally introduced parallel to the axis of the processed lens, which requires the introduction of additional mechanisms of lateral movement of the tool unit for rounding and complicates and increases the cost of the machine itself.
Отказ же от введения осцилирующего движения из-за опасности получения в процессе кругления сколов (брака) приводит к необходимости дополнительной правки алмазного инструмента и, следовательно к повышенному расходу алмазоносного слоя и удорожанию процесса. Failure to introduce oscillatory motion due to the danger of obtaining chips during the rounding process (marriage) leads to the need for additional dressing of the diamond tool and, consequently, to an increased consumption of the diamond layer and the cost of the process.
Настоящее техническое решение направлено на обеспечение задачи повышения производительности обработки оптических линз за счет ускорения операции кругления и уменьшения времени на операции фасетирования, а то и полного отказа от нее, на резкое снижение затрат на расход алмазного инструмента на операции кругления; на обеспечение возможности создания управляемого процесса обработки оптических линз, в том числе и на операциях кругления; на повышении качества обработанной кромки линзы; на улучшение процесса собираемости изготовленных оптических линз в оптические узлы; на упрощение конструкции станка для кругления, и, следовательно, на снижении его стоимости. This technical solution is aimed at providing the objective of increasing the processing efficiency of optical lenses by speeding up the rounding operation and reducing the time for facet operations, or even completely rejecting it, to sharply reduce the cost of consuming diamond tools for rounding operations; to provide the ability to create a controlled process for processing optical lenses, including rounding operations; improving the quality of the processed lens edge; to improve the process of collection of manufactured optical lenses into optical nodes; to simplify the design of the machine for rounding, and, therefore, to reduce its cost.
Достижение подобного технического результата обеспечивается тем, что предложен способ изготовления оптических линз, включающий формообразование первой и второй исполнительной поверхностей линзы и кругление линзы относительно ее оси вращения, совмещенной с ее оптической осью, алмазным вращающимся инструментом с осью вращения, расположенной в осевой плоскости обрабатываемой линзы перпендикулярно оси ее вращения, при сообщении ему осевой подачи, согласно которому кругление линзы производят кольцевым алмазным инструментом, ось которого проходит через центр описанной вокруг обрабатываемой линзы сферы. The achievement of such a technical result is ensured by the fact that a method for manufacturing optical lenses is proposed, including shaping the first and second actuating surfaces of the lens and rounding the lens relative to its axis of rotation, combined with its optical axis, a diamond rotating tool with an axis of rotation located in the axial plane of the processed lens perpendicularly the axis of its rotation, when informing it of the axial feed, according to which the lens are rounded with a diamond ring tool, the axis of which It passes through the center of the sphere described around the processed lens.
Кроме того, при введении формообразования второй исполнительной поверхности линзы и ее кругления на одном станке с одной установки обрабатываемой линзы достигается более точное совмещение оптической оси линзы с ее геометрической осью, а также исключение из требуемого набора оборудования (в данном случае) центрировочных станков. In addition, with the introduction of the shaping of the second executive surface of the lens and its rounding on one machine from one installation of the processed lens, a more accurate combination of the optical axis of the lens with its geometric axis is achieved, as well as the exclusion of centering machines (in this case) from the required set of equipment.
Кроме того, ведение кругления в среде СОЖ, не содержащей вазелинового приборного масла, позволяет устранить трудоемкую и дорогостоящую операцию ультразвуковой промывки после операции кругления. In addition, maintaining rounding in a coolant medium that does not contain petroleum jelly oil eliminates the time-consuming and costly operation of ultrasonic washing after the rounding operation.
Кроме того, возможность совмещения по времени операции формообразования второй исполнительной поверхности линзы и ее кругления значительно уменьшает время всего технологического процесса изготовления оптических линз. In addition, the possibility of combining in time the operation of forming the second executive surface of the lens and its rounding significantly reduces the time of the entire technological process for manufacturing optical lenses.
Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предложенный способ изготовления оптических линз отличается от него совокупностью представленных в отличительной части п. 1 формулы существенных признаков, а именно ". . . кругление линзы производят вращающимся кольцевым алмазным инструментом, ось которого установлена перпендикулярно оси вращения обрабатываемой линзы и проходит через центр описанной вокруг обрабатываемой линзы сферы, при сообщении ему только осевой подачи"; и дополнительных пунктах формулы. A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the proposed method for manufacturing optical lenses differs from it by the combination of essential features presented in the distinctive part of Clause 1 of the formula, namely.... Rounding of the lens is carried out by a rotating diamond ring tool, the axis of which is mounted perpendicular to the axis of rotation the processed lens and passes through the center of the sphere described around the processed lens, when only axial feed is given to it "; and additional claims.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."
Сравнительный анализ заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области технологии оптического приборостроения не позволило выявить в них признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа, а именно: выполнение операции кругления оптических линз кольцевым алмазным инструментом, установленным по отношению к обрабатываемой линзе таким образом, чтобы ось его вращения была перпендикулярна оси вращения обрабатываемой линзы и проходила при этом через центр описанной вокруг данной линзы сферы; а также ведение формообразования второй исполнительной поверхности линзы и ее кругление кольцевым алмазным инструментом на одном станке с одной установки обрабатываемой линзы в среде одной и той же СОЖ последовательно или одновременно во времени. A comparative analysis of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field of optical instrumentation technology did not reveal the signs that distinguish this technical solution from the prototype, namely: the operation of rounding optical lenses with a diamond ring tool installed in relation to the lens being processed so that its axis of rotation is perpendicular to the axis of rotation of the lens being processed and passes through the center described around this Inza sphere; as well as maintaining the formation of the second executive surface of the lens and its rounding with a diamond ring tool on the same machine from one installation of the processed lens in the same coolant sequentially or simultaneously in time.
Это позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень". This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "Inventive step".
Существо предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема кругления оптической линзы (для случая закрепления ее в самоцентрирующем патроне); на фиг. 2 показан вид сверху схемы кругления оптической линзы; на фиг. 3 представлен в увеличенном масштабе вид получаемой на операции кругления линзы кромки; на фиг. 4 представлена схема кругления оптической линзы при ее совмещении с обработкой второй исполнительной поверхности линзы. The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the rounding of an optical lens (for the case of fixing it in a self-centering cartridge); in FIG. 2 is a plan view of a rounding diagram of an optical lens; in FIG. 3 is an enlarged view of the edge obtained by the lens rounding operation; in FIG. 4 is a diagram of the rounding of an optical lens when it is combined with the processing of the second executive surface of the lens.
Для изготовления оптических линз предлагаемым способом в начале формообразуют первую исполнительную поверхность линзы, для чего последние, например, закрепляют методом жесткого блокирования поштучно или в блоке и производят грубое и тонкое шлифование, например сферической оптической поверхности, а затем производят ее полирование. For the manufacture of optical lenses by the proposed method, the first executive surface of the lens is formed at the beginning, for which the latter, for example, is fixed by the hard blocking method individually or in a block and coarse and fine grinding, for example, of a spherical optical surface, is performed and then polished.
Далее производят контроль, лакирование, разблокирование обработанных заготовок, а затем блокирование их для обработки второй исполнительной поверхности путем грубого шлифования, тонкого шлифования, полирования, а затем производят после разблокирования и промывки обработанных линз их центрирование (кругление) на центрировочном станке, и фасетирование. Next, control, varnishing, unlocking the processed workpieces is performed, and then blocking them for processing the second executive surface by rough grinding, fine grinding, polishing, and then after unlocking and washing the treated lenses they are centered (rounded) on a centering machine, and faceted.
Обработку вспомогательных поверхностей проводят, закрепляя обрабатываемую линзу в патроне центрировочного станка с помощью оптических средств центрирования или непосредственно в самоцентрирующем патроне, или фиксируя оправку с установленной на ней обрабатываемой линзой в зажимных приспособлениях станка, на котором обрабатывают вторую исполнительную поверхность линзы - одиночным алмазным кольцевым инструментом; исключая таким образом трудоемкий поиск оптической оси, необходимый при центрировании. Затем алмазным кольцевым инструментом обрабатывают торцевые поверхности (круглят), которыми линза базируется в изделии. Полирование производят аналогично существующему технологическому процессу. The processing of auxiliary surfaces is carried out by fixing the lens to be processed in the centering machine cartridge using optical centering tools or directly in the self-centering cartridge, or fixing the mandrel with the processed lens mounted on it in the clamping devices of the machine, on which the second lens contact surface is treated - with a single diamond ring tool; thus eliminating the time-consuming search for the optical axis necessary for centering. Then, the end surfaces (round) with which the lens is based in the product are processed with a diamond ring tool. Polishing is carried out similarly to the existing technological process.
После обработки готовая линза снимается со станка, производится окончательная промывка и контроль линзы в проходящем свете. After processing, the finished lens is removed from the machine, the final washing and control of the lens in transmitted light is performed.
Заготовку линзы 1 с предварительно обработанными первой I и второй II исполнительными поверхностями (прошедшими грубое и тонкое шлифование по традиционной схеме) на существующих станках для шлифования оптических линз устанавливают в самоцентрирующем патроне 2 центрировочного станка, обеспечивающем совмещение оптической оси линзы с осью шпинделя станка (осью шпинделей самоцентрирующего патрона 2 центрировочного станка), сообщают обрабатываемой линзе 1 вращение относительно оси вращения шпинделя станка и производят обработку (кругление) кромки 3 обрабатываемой линз 1 вращающимся алмазным кольцевым инструментом 4, сообщая ему осевую подачу. Алмазный кольцевой инструмент 4 установлен относительно обрабатываемой линзы 1 так, чтобы его ось была перпендикулярна оси вращения обрабатываемой линзы 1 (оси шпинделя центрировочного станка), располагалась с ней в одной плоскости и проходила через центр O описанной вокруг обрабатываемой линзы сферы. Сообщая алмазному инструменту 4 сначала форсированную осевую подачу, производят черновое шлифование кромки 3 линзы, затем производят тонкое шлифование с щадящей подачей, а также возможен процесс выхаживания торцевой поверхности линзы с выключенной осевой подачи алмазного инструмента 4. The preparation of the lens 1 with pre-treated first I and second II executive surfaces (past rough and fine grinding according to the traditional pattern) on existing optical lens grinding machines is installed in the self-centering cartridge 2 of the centering machine, which ensures the optical axis of the lens is aligned with the axis of the machine spindle (spindle axis self-centering chuck 2 centering machine), inform the processed lens 1 rotation about the axis of rotation of the machine spindle and produce processing (rounding ) edges 3 of the processed lenses 1 with a rotating
Возможен вариант кругления, при котором обрабатываемую линзу 1 после формирования первой исполнительной поверхности I приклеивают к оправке 5 с осевой и торцевой базами, определяющими положение оси оправки 5 на шлифовальном станке. A variant of rounding is possible in which the lens 1 to be treated after the formation of the first actuating surface I is glued to the
Оправку 5 устанавливают в шпиндель 6 шлифовального станка для обработки второй исполнительной поверхности II линзы 1 и вспомогательных поверхностей (кромки 3 линзы 1 и фасок). Обработку второй исполнительной поверхности II линзы 1 ведут вращающимся кольцевым алмазным инструментом 7, жестко связанным с осью вращения его шпинделя. Положение оси шпинделя инструмента 7 относительно оси шпинделя изделия (оси оправки 5) задается формой обрабатываемой поверхности линзы (например, для обработки сферы ось шпинделя инструмента 7 фиксируется под углом α, определяемым радиусом сферы и диаметром инструмента 7. При такой обработке оптическая ось формируемой второй исполнительной поверхности II линзы 1 ось оправки 5 и ось шпинделя 6 станка совмещены, а центр обрабатываемой сферы (второй исполнительной поверхности II линзы 1) с радиусом R2 лежит в точке O1 на ее общей оси.The
Обработку вспомогательных поверхностей линзы (торцевой кромки 3 и фасок) проводят на том же станке без отделения линзы 1 от оправки 5, полностью сохранив ее базы, т.е. относительно той же оси оправки 5. При такой схеме обработки линзы автоматически обеспечивается совпадение оптической оси второй исполнительной поверхности II линзы 1 и геометрической оси линзы 1, что дает возможность совместить на одном станке без смены установочных баз линзы 1 обработку вспомогательных поверхностей линзы 1 с обработкой ее исполнительной поверхности II. The processing of the auxiliary surfaces of the lens (end edge 3 and chamfers) is carried out on the same machine without separating the lens 1 from the
При данной смехе обработки линзы нет необходимости в ультразвуковой промывке после операции кругления, так как операцию кругления ведут не в среде вазелинового приборного масла, как при традиционной схеме, а также в среде водного раствора глицерина, а также возможно совмещение по времени операции формообразования второй исполнительной поверхности и операции кругления. With this lens processing laugh, there is no need for ultrasonic washing after the rounding operation, since the rounding operation is not carried out in liquid paraffin oil, as in the traditional scheme, nor in the environment of an aqueous solution of glycerol, and it is also possible to combine the formation of the second executive surface in time and rounding operations.
Выбор первой и второй исполнительных поверхностей линзы 1 проводят, исходя из соотношения R2<R1, где R1-радиус первой исполнительной поверхности линзы 1, а R2-радиус второй исполнительной поверхности линзы 1. Как известно из практики, ошибки совмещения оптической оси линзы с ее геометрической осью при таком выборе уменьшаются на величину отношения радиусов.The selection of the first and second actuating surfaces of the lens 1 is carried out based on the ratio R 2 <R 1 , where R 1 is the radius of the first actuating surface of the lens 1, and R 2 is the radius of the second actuating surface of the lens 1. As is known from practice, optical axis alignment errors lenses with its geometric axis with this choice are reduced by the ratio of the radii.
Как и в первом варианте обработки, при круглении сообщают обрабатываемой линзе 1 вращение относительно оси вращения шпинделя станка и производят обработку (кругление) кромки 3 обрабатываемой линзы 1 вращающимся алмазным кольцевым инструментом 4, сообщая только ему осевую подачу. Алмазный кольцевой инструмент 4 установлен относительно обрабатываемой линзы 1 так, чтобы его ось была перпендикулярна оси вращения обрабатываемой линзы 1 (оси шпинделя шлифовального станка), располагалась с ней в одной плоскости и проходила через центр O описанной вокруг обрабатываемой линзы 1 сферы. Сообщая алмазному инструменту 4 сначала форсированную осевую подачу, производят черновое шлифование кромки 3 линзы 1, затем производят тонкое шлифование с щадящей подачей, и также возможен процесс выхаживания торцевой поверхности линзы с выключенной осевой подачи алмазного инструмента 4. As in the first processing variant, when rounding, the processed lens 1 is informed about rotation relative to the axis of rotation of the machine spindle and the edge 3 of the processed lens 1 is processed (rounding) by a rotating
В результате такой обработки кромки 3 линзы 1 (шлифования торца линзы кольцевым алмазным инструментом 1) как в том, так и в другом вариантах обработки поверхность торца линзы принимает форму полутора [кромка 3 линзы в ее диаметральном сечении принимает форму выпуклой "бочки" 8 (см. фиг. 3, где L - ширина кромки, а h - высота "бочки"), а не прямой линии (образующей цилиндра или конуса), причем значения "бочки" не входят в пределы светового диаметра обработанной линзы 1. При этом диаметр кольцевого алмазного инструмента 4 для кругления линзы 1 выбирается из требования максимального приближения величины его внутреннего диаметра d1 к значению диаметра Do описанной вокруг обрабатываемой линзы 1 сферы, но при этом ограничен конструктивными особенностями станка, на котором ведется процесс кругления (внешними диаметральными размерами центрирующего патрона или оправки).As a result of such processing of the edge 3 of the lens 1 (grinding the end of the lens with a diamond ring tool 1), in both the processing variants, the surface of the end of the lens takes the form of one and a half [edge 3 of the lens in its diametrical section takes the form of a convex “barrel” 8 (see Fig. 3, where L is the width of the edge, and h is the height of the "barrel", and not a straight line (forming a cylinder or cone), and the values of the "barrel" do not fall within the light diameter of the treated lens 1. Moreover, the diameter of the
В процессе кругления режущая кольцевая кромка 9 алмазного инструмента 4 по мере приработки инструмента (износа алмазоносного слоя) приобретает форму обрабатываемой сферы, форма которой в процессе дальнейшей обработки вне зависимости от величины износа алмазоносного слоя инструмента сохраняется постоянной, т. е. наблюдается эффект автоматической правки алмазного кольцевого инструмента 4 в процессе его работы. Длина площадки контакта инструмента 4 с линзой 1 равна толщине линзы L по краю, а ширина контакта зависит от ширины алмазного кольца инструмента 4 и от угла фаски на инструменте 4. При этом мы имеет обычно на практике два пятна контакта (см. фиг. 2). Величина "бочки" (h) применяемого инструмента зависит только от диаметра обрабатываемой линзы Dл, что приводит, как показывает практика, к повышению производительности на операции кругления и к снижению износа алмазного слоя кольцевого алмазного инструмента по сравнению с цилиндрическим алмазным кругом примерно в 1500 раз, а также к повышению качества обработанной кромки.During rounding, the cutting
Кроме того, осуществлении кругления оптических линз кольцевым алмазным инструментом достигается управляемый процесс кругления, что позволяет применить в станке автоматическую систему компенсации износа инструмента для любой геометрии обрабатываемой линзы (разных по диаметру и толщине по краю линзы), то есть создать адаптивную систему управления процессом кругления и упрощается конструкция используемого на этой операции станка, ибо не требуется введение дополнительного осциллирующего движения инструмента. In addition, a controlled rounding process is achieved by rounding optical lenses with a diamond ring tool, which allows the machine to use an automatic tool wear compensation system for any geometry of the processed lens (different in diameter and thickness along the edge of the lens), that is, to create an adaptive system for controlling the rounding process and the design of the machine used in this operation is simplified, because the introduction of an additional oscillating movement of the tool is not required.
Создание фасок на обрабатываемой оптической линзе, если это необходимо, осуществляют тем же кольцевым алмазным инструментом 4, которым производили кругление (на том же станке). The creation of chamfers on the processed optical lens, if necessary, is carried out by the same
Пример. При макетировании данного процесса в качестве обрабатываемой линзы 1 была взята заготовка выпукловогнутой линзы N 6 объектива "Гелиос-44М" диаметром Dл=31 мм и толщиной по центру 5,85±0,15 мм с первой и второй исполнительными сферическими поверхностями, имеющими соответственно радиусы R1=160,33 мм и R2=38,07 мм из стекла марки БФ-16.Example. When prototyping this process, the blank of a convex
Грубое шлифование первой исполнительной сферической поверхности 1 (радиус сферы R1=160,33 мм ) проводили на сферошлифовальном станке мод. Ш-150 К алмазным кольцом АСМ 80/63 при закреплении обрабатываемых линз 1 в блоке с использованием в качестве СОЖ 20% водного раствора глицерина, на следующем рабочем режиме: число оборотов шпинделя инструмента - 4000 об/мин, число оборотов шпинделя изделия - 120 об/мин, рабочая подача - 0,5 мм/мин.Coarse grinding of the first executive spherical surface 1 (radius of the sphere R 1 = 160.33 mm) was carried out on a mod grinding machine. Sh-150 K with an AFM 80/63 diamond ring when fixing the treated lenses 1 in the block using 20% aqueous glycerol solution as coolant, in the following operating mode: tool spindle speed - 4000 rpm, product spindle speed - 120 r / min, working feed - 0.5 mm / min.
Тонкое шлифование первой исполнительной поверхности I проводили в два перехода на сферошлифовальном станке мод. 2 ША - 150 сферическим инструментом марки соответственно АСМ 28/40 (на 1-м переходе) и АСМ 14/10 (на 2-м переходе) при использовании в качестве СОЖ также 20% водного раствора глицерина. Thin grinding of the first executive surface I was carried out in two transitions on a mod sphere spherical grinding machine. 2 ША - 150 with a spherical tool of the grade АСМ 28/40 (at the 1st transition) and АСМ 14/10 (at the 2nd transition), respectively, when using also 20% aqueous glycerol solution as coolant.
Полирование первой исполнительной поверхности I проводили на шлифовально-полировальном станке мод. 6 ШП-200 полировальником из пекоканифольной смолы при следующем режиме: число оборотов шпинделя изделия - 120 об/мин, угол качания поводка - α = ±30o, величина давления - 500 г/см2.Polishing of the first actuating surface I was carried out on a mod grinding and polishing machine. 6 ШП-200 with a pecanofan resin resin polisher in the following mode: the product spindle speed is 120 rpm, the swing angle of the lead is α = ± 30 o , the pressure value is 500 g / cm 2 .
После переблокировки обрабатываемых линз на наклеечном приспособлении осуществляли переход к формообразованию второй исполнительной поверхности II (сферы с радиусом R2=38,07 мм).After the processed lenses were re-locked on the adhesive device, a transition was made to the formation of the second executive surface II (spheres with radius R 2 = 38.07 mm).
Грубое шлифование II исполнительной поверхности проводили на сферошлифовальном станке мод. АШ-70 К кольцевым алмазным инструментом марки АСМ 80/63 диаметром 57х50 мм при использовании в качестве СОЖ 20% процентного водного раствора глицерина на следующем режиме: число оборотов шпинделя инструмента - 11400 об/мин, число оборотов шпинделя изделия - 520 об/мин, рабочая подача - 2 мм/мин. Coarse grinding of the II executive surface was carried out on a mod grinding machine. ASH-70 K with an ACM 80/63 ring diamond tool with a diameter of 57x50 mm when using a 20% percent aqueous solution of glycerol as coolant in the following mode: tool spindle speed - 11400 rpm, product spindle speed - 520 rpm, working feed - 2 mm / min.
Тонкое шлифование осуществляли на сферошлифовальном станке мод. АШ-70 К алмазным кольцевым инструментом марки АСМ 14/10 диаметром 57х50 мм при использовании в качестве СОЖ водного раствора 1% глицерина и 0,05% лигнасульфаната на следующем режиме: число оборотов шпинделя инструмента - 11400 об/мин, число оборотов шпинделя изделия - 520 об/мин, рабочая подача - 0,4 мм/мин. Fine grinding was carried out on a mod spherical grinding machine. ASh-70 To diamond ring tools of the АСМ 14/10 brand with a diameter of 57x50 mm when using an aqueous solution of 1% glycerol and 0.05% lignasulfanate as the coolant in the following mode: the number of revolutions of the spindle of the tool is 11400 rpm, the number of revolutions of the spindle of the product is 520 rpm, working feed - 0.4 mm / min.
Полирование второй исполнительной поверхности проводили на полировально-доводочном станке мод. 2ПК-100 полировальником на пекоканифольной смоле с усилием прижима полировальника равном 500 г/см2 и при следующем рабочем режиме: число оборотов шпинделя изделия - 620 об/мин, угол качания поводка полировальника α = ±60o.
В классическом технологическом процессе центрирование (кругление) проводили цилиндрической поверхностью алмазного вращающегося круга АПП диаметром 200 мм с алмазоносным слоем марки АСМ 40/28 на станке центрировочном мод. ЦС - 50 в среде СОЖ - масло вазелиновое марки МПВ при следующем рабочем режиме: рабочая подача - 2,5 мм/мин, число оборотов шпинделя инструмента - об/мин, число оборотов шпинделя изделия - 100 об/мин.Polishing of the second executive surface was carried out on a polishing-finishing machine mod. 2PK-100 with a polishing pad on pecanofin resin with a clamping force of the polishing pad equal to 500 g / cm 2 and in the following operating mode: the spindle speed of the product is 620 rpm, the swing angle of the polishing leash is α = ± 60 o .
In the classical technological process, centering (rounding) was carried out by the cylindrical surface of an APP diamond rotating circle with a diameter of 200 mm with an ASM 40/28 diamondiferous layer on a centering machine. TsS - 50 in the coolant medium - vaseline oil of MPV grade in the following operating mode: working feed - 2.5 mm / min, tool spindle speed - rpm, product spindle speed - 100 rpm.
На обработанной по данной схеме линзе на ее торцевой поверхности наблюдалась конусность (разница диаметров порядка 0,010 мм), что затрудняло последующий процесс сборки линз в объективе. On the lens processed according to this scheme, taper was observed on its end surface (diameter difference of the order of 0.010 mm), which hindered the subsequent lens assembly process in the lens.
В предлагаемом технологическом процессе центрирование (кругление) проводилось кольцевым алмазным инструментом 4 (алмазным кольцом марки АСМ 50/40 с наружным диаметром d2=25 мм и внутренним диаметром d1=21 мм на станке типа АШ-70 К в среде СОЖ - водном растворе 1%% глицерина плюс 0,05%% лигнасульфаната при следующем режиме: число оборотов шпинделя инструмента - 11400 об/мин, число оборотов шпинделя изделия - 620 об/мин, рабочая подача - 4 мм/мин.In the proposed technological process, centering (rounding) was carried out with a ring diamond tool 4 (a diamond ring of the АСМ 50/40 grade with an outer diameter of d 2 = 25 mm and an inner diameter of d 1 = 21 mm on a machine such as ASh-70 K in a coolant - water solution 1 %% glycerol plus 0.05 %% lignasulfanate in the following mode: the number of revolutions of the tool spindle - 11400 rpm, the number of revolutions of the spindle of the product - 620 rpm, working feed - 4 mm / min.
Величина получаемой на торце линзы в процессе кругления "бочки" составила - 0,102 мм, что облегчило последующую сборку линз в блок. The value obtained at the end of the lens during the rounding of the "barrel" was 0.102 mm, which facilitated the subsequent assembly of the lenses in the block.
Кроме того, поверхность торца линзы имела явно выраженную шероховатость шлифовальной поверхности, не имеющей следов засаленности (как это часто имело место при традиционной схеме), что способствовало лучшей адгезии лака при его нанесении на линзу. In addition, the surface of the end face of the lens had a pronounced roughness of the grinding surface, which did not show signs of greasy (as was often the case with the traditional scheme), which contributed to better adhesion of the varnish when applied to the lens.
Кроме того, как показала практика, после обработки 100 линз по данной схеме сохранялась стабильность размеров и не было заметно выраженного износа инструмента. In addition, as practice has shown, after processing 100 lenses according to this scheme, dimensional stability was maintained and there was no noticeable wear on the tool.
Приведенный пример реализации предложенного способа показывает, что данное техническое решение отвечает критерию "Промышленная применимость". The example implementation of the proposed method shows that this technical solution meets the criterion of "Industrial applicability".
Сравнение результатов операций кругления оптических линз традиционным и предлагаемым способом (кольцевым алмазным инструментом) показывает, что предложенный способ имеет следующие преимущества: значительно (в 1,5 раза) увеличивается производительность на операции кругления, резко (почти в 1000 раз) снижается износ алмазного слоя инструмента, практически не требуется правка инструмента, так как автоматически происходит его самозаточка на сфере и появляется возможность автоматизации операции кругления, увеличивается на 5 - 10% выход годных на этой операции деталей, вместо дорогостоящего МВП (вазелинового приборного масла), используемого обычно на операции кругления как СОЖ, можно использовать более дешевое водное СОЖ, что и на операции шлифования исполнительных поверхностей, не осуществляя трудоемкой операции ее замены, значит, не нужна трудоемкая операция ультразвуковой промывки, появляется возможность осуществления кругления на том же станке, что и операции шлифования второй исполнительной поверхности с использованием одной и той же СОЖ, упрощается конструкция станка для операций кругления (из-за отсутствия необходимости реализации на нем осциллирующего движения инструмента), упрощается и удешевляется процесс сборки оптических линз в блоки при наличии на них бочкообразных кромок, отказ от операции фасетирования, в том случае если требованиями к данной детали не предусмотрено обязательное наличие конкретной формы фаски. Comparison of the results of optical lens rounding operations with the traditional and proposed method (ring diamond tool) shows that the proposed method has the following advantages: the productivity for rounding operations is significantly (1.5 times) increased, the diamond layer wear sharply (almost 1000 times) decreases , virtually no editing of the tool is required, since it automatically self-sharpenes on the sphere and it becomes possible to automate the rounding operation, the yield is increased by 5 - 10% and this operation of parts, instead of the expensive MVP (liquid paraffin oil), which is usually used for rounding operations as coolant, you can use cheaper water coolant, which is also used for grinding executive surfaces without performing the laborious operation of replacing it, which means that a laborious operation is not necessary ultrasonic washing, it becomes possible to perform rounding on the same machine as the grinding operation of the second executive surface using the same coolant, the design of the machine is simplified For rounding operations (due to the absence of the need for implementing an oscillating movement of the tool on it), the process of assembling optical lenses into blocks when there are barrel-shaped edges on them is simplified and cheaper, the refusal of the facet operation, if the requirements for this part do not require a specific form of chamfer.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104380A RU2127182C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Method for manufacturing of optical lenses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104380A RU2127182C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Method for manufacturing of optical lenses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2127182C1 true RU2127182C1 (en) | 1999-03-10 |
| RU98104380A RU98104380A (en) | 1999-05-20 |
Family
ID=20203209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98104380A RU2127182C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Method for manufacturing of optical lenses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2127182C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590466C2 (en) * | 2011-03-16 | 2016-07-10 | Комадюр С.А. | Outer part of clock article and manufacturing system thereof |
| RU2590515C2 (en) * | 2011-03-16 | 2016-07-10 | Комадюр С.А. | Polishing system for external parts of timepiece products |
| CN115319590A (en) * | 2022-10-12 | 2022-11-11 | 常州市奥普泰克光电科技有限公司 | Device and method for processing optical lens |
-
1998
- 1998-02-11 RU RU98104380A patent/RU2127182C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ардамацкий А.Л. Алмазная обработка оптических деталей. - Л.: Машиностроение, 1978, с.31-40, 50-53. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590466C2 (en) * | 2011-03-16 | 2016-07-10 | Комадюр С.А. | Outer part of clock article and manufacturing system thereof |
| RU2590515C2 (en) * | 2011-03-16 | 2016-07-10 | Комадюр С.А. | Polishing system for external parts of timepiece products |
| CN115319590A (en) * | 2022-10-12 | 2022-11-11 | 常州市奥普泰克光电科技有限公司 | Device and method for processing optical lens |
| CN115319590B (en) * | 2022-10-12 | 2023-01-31 | 常州市奥普泰克光电科技有限公司 | Device and method for processing optical lens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6991525B2 (en) | Method and device for the surface machining of workpieces composed of non-brittle materials in optical lens manufacturing and tool for this purpose | |
| US6227952B1 (en) | Apparatus for creating a concave surface from a spectacle blank | |
| US5951375A (en) | Support for optical lenses and method for polishing lenses | |
| EP1203626B1 (en) | Method of producing glasses lenses, and polishing tool | |
| KR100560273B1 (en) | Method for machining an aspheric surface and method for forming an aspheric surface | |
| US6685536B1 (en) | Method for grinding convex running faces and outside diameters on shaft-like workpieces in one set-up and grinding machine for carrying out the method | |
| JP2008508109A (en) | Method and apparatus for treating an optical workpiece surface | |
| US20090170411A1 (en) | Micropolishing assembly for micropolishing piston rings | |
| KR20070037501A (en) | Raster cutting technology for ophthalmic lenses | |
| US9421660B2 (en) | Polishing method for machining an optical surface of an optical lens and polishing tools suitable therefor | |
| KR20040030974A (en) | Method and device for grinding central bearing positions on crankshafts | |
| US6478658B1 (en) | Apparatus for generating lens surfaces | |
| JP2009184066A (en) | Method of machining concave fresnel lens shape member, and concave fresnel lens shape member | |
| JP2000254845A (en) | Chamfering method of notch groove of wafer, and wafer | |
| KR100659433B1 (en) | Method for machining aspherical surface, method for forming aspherical surface, and system for machining aspherical surface | |
| CN1174110A (en) | Trace forming process and equipment for spherical parts | |
| RU2127182C1 (en) | Method for manufacturing of optical lenses | |
| US3704554A (en) | Lens processing machine with movable workpiece spindle | |
| JP7016568B1 (en) | Fresnel lens mold manufacturing method, processing equipment and cutting tools | |
| Venkatesh et al. | Ductile streaks in precision grinding of hard and brittle materials | |
| JP2829103B2 (en) | Cutting method and cutting device for plastic lens | |
| JP2003231001A (en) | Lens shape machining method and device thereof | |
| RU2817096C1 (en) | Method of manufacturing high-precision optical elements and device for its implementation | |
| RU2023575C1 (en) | Method of through-out centerless outer grinding | |
| RU2211133C1 (en) | Head to grind elliptical surfaces of shafts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130314 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |